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witch_girl

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[交流] 【求助】場(chǎng)及量子化已有4人參與

1、場(chǎng)是一種物質(zhì)，可是場(chǎng)的本質(zhì)到底是什么？比如光場(chǎng)，電磁場(chǎng)？是否能把光場(chǎng)看作一定空間內(nèi)的一系列光子的集合？而光場(chǎng)對(duì)處于光場(chǎng)之中粒子的作用其實(shí)就是這一系列光子作用的綜合表現(xiàn)？

2、而由于波粒二象性，當(dāng)需要分析粒子性時(shí)，為了方便，所以有必要引入場(chǎng)的量子化？

3、場(chǎng)的量子化的本質(zhì)是什么？描述的是場(chǎng)中的光子（比如光場(chǎng)）隨時(shí)間演化的規(guī)律（類似于薛定諤方程）？湮滅算符和產(chǎn)生算符的本質(zhì)又是什么？湮滅算符中涉及到一個(gè)真空態(tài)，這個(gè)真空態(tài)指什么，表示什么都沒(méi)有？什么都沒(méi)有又是什么意思？

4、場(chǎng)的相關(guān)函數(shù)又表示的是什么意思呢？自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)。自相關(guān)函數(shù)表示的是隨機(jī)變量平方的期望，那么在這里是什么意思？互相關(guān)函數(shù)表示兩處或兩個(gè)時(shí)間的隨機(jī)變量的相關(guān)性，這里就表示光場(chǎng)隨空間或時(shí)間的變化規(guī)律？那它的模值大小表明了什么？
謝謝~~~

[ Last edited by witch_girl on 2010-5-11 at 10:43 ]

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1樓 2010-05-11 10:32:29

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e102840

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GrasaVampiro(金幣+20): 2010-05-11 10:06:18
witch_girl(金幣+10):說(shuō)得挺好，也真辛苦你了，呵呵，謝嘍~~~ 2010-05-12 11:39:56

好問(wèn)題
試一試看自己回答的怎么樣
1. 場(chǎng)就是場(chǎng)，就像經(jīng)典力學(xué)里面的力就是力一樣，它們是組成該學(xué)科的基本概念，在該學(xué)科之內(nèi)是不能討論其本質(zhì)的，要想討論其本質(zhì)，應(yīng)該進(jìn)入到更深層次的學(xué)科才行。一般把光子認(rèn)為是光場(chǎng)的激發(fā)態(tài)。光場(chǎng)與其中的粒子相互作用是通過(guò)場(chǎng)來(lái)進(jìn)行的。
2. 波粒二象性是歷史上的一個(gè)概念，場(chǎng)量子化是為了全量子理論計(jì)算需要，這兩者的聯(lián)系并沒(méi)有想象中的那么緊密。
3. 這個(gè)不清楚……
4. 場(chǎng)的關(guān)聯(lián)函數(shù)表明了場(chǎng)在不同的地方的關(guān)聯(lián)的特性。自相關(guān)函數(shù)表示的是場(chǎng)在同一點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性質(zhì)，而互相關(guān)聯(lián)函數(shù)表示的是兩個(gè)不同的點(diǎn)的場(chǎng)的關(guān)聯(lián)性質(zhì)，他們表示的不是光場(chǎng)的性質(zhì)，而是兩點(diǎn)之間光場(chǎng)關(guān)系的變化規(guī)律。一般來(lái)說(shuō)，一階相干函數(shù)
|g|=1 相干，關(guān)聯(lián)的很好
|g|=0 完全不相干，完全沒(méi)有關(guān)聯(lián)
0<|g|<1 部分相干，介于上面兩種情況之間

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2樓2010-05-11 12:29:38

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hao_jian

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GrasaVampiro(金幣+10): 2010-05-11 10:06:46
witch_girl(金幣+5):說(shuō)的很清楚，謝了~~ 2010-05-12 11:37:28

1. 空間中每個(gè)點(diǎn)都有一個(gè)取值（或向量或張量），就是場(chǎng)，它不一定必須是某物。比如溫度場(chǎng)，它描述空間的溫度梯度。比如光子場(chǎng)，場(chǎng)函數(shù)是一個(gè)空間函數(shù)，沒(méi)有光子、大量光子只是同一個(gè)光子場(chǎng)的不同激發(fā)態(tài)，有空間就有這個(gè)場(chǎng)，不會(huì)變大變小，不會(huì)增多減少。
2、場(chǎng)的量子化的起因更多是因?yàn)橐蚜Ｗ�，比如電子，進(jìn)行“波化”，把它變成場(chǎng)，而同時(shí)滿足費(fèi)米統(tǒng)計(jì)。
3、場(chǎng)的量子化主要描述費(fèi)米子場(chǎng)間通過(guò)玻色子場(chǎng)相互作用，用于計(jì)算發(fā)光、吸收、化學(xué)反應(yīng)、碰撞試驗(yàn)、各種光譜等等。沒(méi)有作用和變化的量子場(chǎng)太平凡無(wú)用。你說(shuō)的一些“本質(zhì)”就是數(shù)學(xué)模型，能精確的解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，本身內(nèi)部完美的自洽，就行了。目前這些概念還沒(méi)有非常清晰的邏輯，從字面上理解、計(jì)算上熟悉足矣，很形象的說(shuō)明的確有困難。

[ Last edited by hao_jian on 2010-5-11 at 14:44 ]

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3樓2010-05-11 14:37:33

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Originally posted by e102840 at 2010-05-11 12:29:38:
好問(wèn)題
試一試看自己回答的怎么樣
1. 場(chǎng)就是場(chǎng)，就像經(jīng)典力學(xué)里面的力就是力一樣，它們是組成該學(xué)科的基本概念，在該學(xué)科之內(nèi)是不能討論其本質(zhì)的，要想討論其本質(zhì)，應(yīng)該進(jìn)入到更深層次的學(xué)科才行。一般把光子認(rèn) ...

第4點(diǎn)：|g|是怎么算出來(lái)的？是這樣嗎：g(x,x)=tr{pou*E(X)_(-)*E(X)_(+)},g(x1,x2)=tr{pou*E(x1)_(-)*E(x2)_(+)}?這里的(-),(+)從數(shù)學(xué)上講，就是矩陣乘法需要共軛轉(zhuǎn)置是嗎？可是這樣能算出0到1這些結(jié)果？謝謝～～

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4樓2010-05-11 14:59:56

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Originally posted by witch_girl at 2010-05-11 14:59:56:

第4點(diǎn)：|g|是怎么算出來(lái)的？是這樣嗎：g(x,x)=tr{pou*E(X)_(-)*E(X)_(+)},g(x1,x2)=tr{pou*E(x1)_(-)*E(x2)_(+)}?這里的(-),(+)從數(shù)學(xué)上講，就是矩陣乘法需要共軛轉(zhuǎn)置是嗎？可是這樣能算出0到1這些結(jié)果？謝謝～～

就是這樣算的
只不過(guò)g是歸一化之后的
g=G(x_1,x_2)/([G(x_1,x_1)]^{-1/2}*[G(x_2,x_2)]^{-1/2})
其實(shí)你可以找一本量子光學(xué)的書(shū)來(lái)看看里面有關(guān)于一階相干度的定義就比較清楚了
歸一化之后的g是可以保證其值在0到1之間的

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5樓2010-05-11 19:32:00

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Originally posted by e102840 at 2010-05-11 19:32:00:

就是這樣算的
只不過(guò)g是歸一化之后的
g=G(x_1,x_2)/([G(x_1,x_1)]^{-1/2}*[G(x_2,x_2)]^{-1/2})
其實(shí)你可以找一本量子光學(xué)的書(shū)來(lái)看看里面有關(guān)于一階相干度的定義就比較清楚了
歸一化之后的g是可以保證其值 ...

恩，就是看量子光學(xué)才糊涂的。書(shū)上寫(xiě) 完全相干時(shí)，互相關(guān)函數(shù)可以因子分解，并進(jìn)而得出歸一化的相干度為1，完全不相干時(shí)，相干度為0。可是在數(shù)學(xué)中，互相干函數(shù)G(x1,x2)是x1,x2的乘積的期望。所以當(dāng)x1和x2不相關(guān)時(shí)，G(x1,x2)能分解，這樣，相干度怎么會(huì)為0呢？另外，數(shù)學(xué)中求期望其實(shí)就是這里的與密度函數(shù)相乘再求跡。定義一致，可是結(jié)果不一致。。。

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6樓2010-05-11 20:12:42

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好像是如果E(x)的對(duì)于密度函數(shù)的平均值為0，就不沖突了。這里就涉及到場(chǎng)算符。場(chǎng)算符到底有什么性質(zhì)？它的平均值是？

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7樓2010-05-11 20:37:03

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關(guān)于量子光學(xué)，二階關(guān)聯(lián)函數(shù)，有個(gè)問(wèn)題很想問(wèn)問(wèn)：兩束光（I光和S光）如果同時(shí)到達(dá)探測(cè)器，此時(shí)它們完全不可區(qū)分，達(dá)到最大相干。那么此時(shí)的二階相關(guān)函數(shù)是為0還是取最大值？

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8樓2010-05-11 20:57:12

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Originally posted by witch_girl at 2010-05-11 20:37:03:

好像是如果E(x)的對(duì)于密度函數(shù)的平均值為0，就不沖突了。這里就涉及到場(chǎng)算符。場(chǎng)算符到底有什么性質(zhì)？它的平均值是？

電場(chǎng)的平均值當(dāng)然等于零了啊，有正有負(fù)
把它想成經(jīng)典的電場(chǎng)就行了
只不過(guò)量子里面需要把它分成正頻和負(fù)頻部分而已

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9樓2010-05-11 21:50:17

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Originally posted by e102840 at 2010-05-11 21:50:17:

電場(chǎng)的平均值當(dāng)然等于零了啊，有正有負(fù)
把它想成經(jīng)典的電場(chǎng)就行了
只不過(guò)量子里面需要把它分成正頻和負(fù)頻部分而已

那就對(duì)了，呵呵，那上面所說(shuō)，那兩束光如果完全不可區(qū)分，那么對(duì)應(yīng)的二階相關(guān)函數(shù)應(yīng)該取最大值是吧？

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10樓2010-05-11 21:54:26

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